基于BOPPPS教学模式的“电能 电功”教学设计

摘 要：为了有效达成教学目标并合理搭建教学框架，本文在初中物理课堂中引入了BOPPPS教学模式，并以“电能 电功”一节为例，进行了精心的教学设计。这一设计旨在构建一个完整的课堂结构，通过引导学生进行参与式学习，显著提升学生在课堂上的参与度。同时，本文提出教师应注重及时且有效地收集学生的学习反馈信息，以此促进课堂教学效率的提升，并助力实现“电能 电功”教学的多元化目标。

关键词：BOPPPS；教学模式；电能；电功

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）在教学实施建议中指出：教师应领会物理学科逻辑，既要明确各部分内容在物理学科体系中的地位、价值和彼此间的联系，又要了解相关知识内容的发展脉络，防止教学碎片化、孤立化，努力让学生的学习内容结构化、系统化。同时，教师应了解学生的知识基础、能力水平、学习动机和情感态度等，兼顾不同层次、不同类型的学生，因材施教，关注学生的个性化发展。［1］

教师在初中物理课堂中引入BOPPPS教学模式，可以使学生在课堂上保持高度的注意力和参与度，改善学生对物理知识的感知和想象能力，提升学生的思维和实践能力，建立和谐活跃的课堂氛围，使得学生在课堂上愉快地汲取理论知识，并会在课后将所学知识应用到生活中去。

1 BOPPPS教学模式

BOPPPS教学模式是一种以参与式学习为核心的教学模式。由于其效果显著、可操作性强，该理论引入国内后，在大学、中学、小学，尤其是微课堂教学中受到关注和重视。［2］学习金字塔理论指出，学生只有参与到学习中，才能有较大的学习效果。［3］脑科学应用专家约翰·梅迪纳（John Medina）通过调查研究发现，一堂课中人的注意力一般只能维持10分钟左右，学生在课堂教学的中间20分钟会普遍出现注意力低下的问题。由此，BOPPPS教学模式将课堂教学分为多个教学小单元，且要求小单元内部以及小单元整体组成的课堂都要具有“起承转合”的功能。具体来讲，该模式主要将课堂分为导入（Bridge-in）、目标展示（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）、总结（Summary）6个模块，简称BOPPPS。［4］各模块的主要任务及注意事项如表1所示。

2 基于BOPPPS教学模式的“电能 电功”教学设计

在“电能 电功”这一节中应用BOPPPS模块化教学时，首先通过前测来准确把握学生的前知识水平，进而有针对性地开展教学活动。在教学过程中，教师应融入多个需要学生参与的活动，鼓励学生自主参与探究，使学习过程更加顺畅且富有趣味性。同时，教师也要注重将理论知识与日常生活紧密联系起来，以贴近学生的实际经验，从而有效提升学生的课堂投入度，并成功实现教学目标的高效达成。

2.1 教学准备

教材分析：本节课选自人教版物理九年级全一册第十八章第1节“电能 电功”，在学生学习了电学的基本知识和欧姆定律后，进一步从能量的角度深化学生对电的认识。《课程标准》建议，让学生学读家用电能表，根据读数计算用电量，并能理解电流做功的过程中能量转化的情况。［5］

学情分析：学生已学过电学的基本概念，并且理解了串、并联电路的特点和欧姆定律的相关内容，这对本节课的学习及逻辑分析有很大帮助。

2.2 BOPPPS教学过程设计

2.2.1 前测

在课堂教学中，为了及时把握学情，以便后续教学能够更有针对性地进行，笔者将前测问题设置为课堂的首要环节。依据布鲁纳的“发现学习”理论，我们希望在教师的精心指导下，学生能够像科学家探索未知那样，通过自我探索和学习，主动“发现”事物变化的因果关系及内在联系，从而自主构建概念，掌握原理。［6］因此，前测环节的设计旨在顺应学生的思维模式，鼓励他们在探索过程中自己寻找问题的答案。

本节课的前测问题：

1. 风扇是将""" 能转化为""" 能。

2. 风力发电机是将""" 能转化为""" 能。

3. 判断题：电能就是电功，电功就是电能。（" ）

学生在平板端提交答案，从提交作答时间来看，本环节用时约1分钟。根据答题结果发现，虽然学生在第十四章中学习过能量的转化和守恒，但全班50人中依然有20%的学生不够了解电源和用电器的能量转化，仅有26%的学生了解电功和电能之间的关系。因此，在电功概念的建构教学中，教师要从学生的实际情况出发，建立一个易懂且明确的认知过程。

2.2.2 导入

在导入环节，笔者播放了一段视频，展示了自己一天中所使用的用电器的工作情况，让学生找出视频中有哪些常见的用电器，并思考它们是如何工作的。

学生迅速找到了电灯、电脑、热水壶、音箱等用电器，通过抢答的方式解决了小问题，并对用电器工作过程中是将电能转化成了其他形式的能量有了基本的了解。

本环节通过播放笔者日常生活中用电的情况，引发学生的兴趣和关注，同时运用问题串的形式引导学生思考，用头脑风暴的形式迅速抓住了学生的注意力，为后面的学习奠定了良好的基础。

2.2.3 目标展示

2.2.4 参与式学习

【任务1 电能的来源】

教师提出问题：电能来自哪里呢？大家利用老师提供的器材，看看电是如何产生的。（见图1）

学生活动1：学生分为小组，动手实验后交流讨论，展示并汇报小灯泡如何发光、风扇如何转起来。通过展示和交流，学生分析并归纳出电能是从其他形式的能量转化来的。

教师进一步提问：在所有得到电能的方式中，我国哪种获得电能的方式是最突出的呢？

学生：水力发电。

教师展示我国水力发电的成就，激发学生的民族自豪感。

设计意图：本环节通过学生亲自动手操作，使学生理解电能的来源，同时渗透爱国主义教育。

【任务2 电能的计量】

学生活动2：教师引导学生观察手中的电能表，并对照课本了解各种参数的含义。

通过观察教师展示的电费单图片，学生能理解一个月内用电器的用电量以及电费的计算方式。

教师提问：我们现在将电吹风接入家庭照明电路演示板（见图2），让它工作一段时间，观察一下电能表的示数，变化了吗？

学生很诧异，发现电能表并没有示数的变化。让学生思考并讨论怎样测量微小的用电量。学生通过讨论会想到，可以利用刚才学习到的电能表的参数3200r/（kW·h）。但是这个参数的含义比较抽象，笔者让一个小组派代表来扮演“铝盘”并进行说明。

学生活动3：一名学生扮演“铝盘”转动，一名学生扮演电能表的表盘并解释电能表表盘数字增加1kW·h的含义。

师生共同评价学生的角色扮演，并计算电吹风工作过程中“铝盘”转动了10圈时消耗的电能数值。

教师进一步提问：如果老师想知道电视机待机24小时所消耗的电能，大家想想用以上办法能做到吗？

学生：不能，时间太久，不方便计数“铝盘”转动的圈数。

教师：现在生活中还出现了计量式插座，只要将用电器插入插座中，就可以测量该用电器在一段时间内消耗的电能，老师利用这个计量式插座测了一下电视机待机24小时的耗电量，大约为0.1kW·h，日积月累，这个数值就会非常大了，所以生活中我们要节约用电。大家请看视频“一度电能做什么”。

设计意图：教师通过设置关卡，实现了教学内容的层层递进，旨在培养学生的科学态度与责任感。本环节精心编排，从基础的用数值差来计算电费出发，逐步过渡到更为复杂的微小用电量的计算方法，在教学过程中合理设置难度梯度，稳步推进，使学生在体验成功喜悦的同时，巩固了所学知识，这一过程完全符合学生的认知发展规律。此外，本环节还融入了对新型计量式插座的介绍，该插座能直接显示用电器消耗的电能，这不仅拓宽了学生的视野，还自然地引出了节约用电的重要性，从而更有效地将核心素养教育融入到概念教学之中，促进学生全面发展。

【任务3 电功的概念】

皮亚杰的认知发展理论指出，中小学生的思维发展特征在于逻辑思维的迅速成长。

在这一过程中，实现从具象思维向抽象思维的转变尤为关键，且在很大程度上得益于真实情境的创设与适当的引导。鉴于在前测环节中，学生对电功概念的理解普遍存在困难，因此，在构建电功概念时，我们应当从学生熟悉或已知的生活场景出发，以具体情境为切入点，从而激发学生的思考兴趣，并帮助他们更好地理解和掌握电功的含义。

教师演示并提出问题：用手推动小火车，火车运动起来，是什么对火车做了功？

学生：是手的推力。

接着教师打开电动火车的开关，学生看到火车自己运动了起来。引导学生思考关键性问题：是什么对火车做了功？

教师举例：家庭电路中，一盏灯和一台空调工作相同的时间，哪一个消耗的电能多？引导学生猜想影响电功大小的因素。

学生活动4：探究电功大小与电压的关系，并完成数据记录。

小组分工合作：将L₁（2.5V 0.3A）和L₂（3.8V 0.3A）两只小灯泡串联在电路中，分别在每只小灯泡的两端并联上一只电压表，闭合开关，观察灯的亮度，实验电路如图3所示，同时在表中记录电压表的示数（见表3）。

现象：较亮灯两端的电压是1.7V，较暗灯两端的电压是0.6V。

分析归纳：通电时间相同，电流相同时，电功大小与电压有关，用电器两端的电压越大，通过用电器的电流做功越多。

学生活动5：探究电功大小与电流的关系，并完成数据记录。

小组分工合作：将L₁（2.5V 0.3A）和L₂（3.8 V 0.3 A）两只小灯泡并联在电路中，分别在每只小灯泡所在支路上串联一只电流表，闭合开关，观察灯的亮度，实验电路如图4所示，同时在表中记录电流表的示数（见表4）。

现象：通过较亮灯的电流是0.24 A，通过较暗灯的电流是0.18 A。

分析归纳：通电时间相同，电压相同时，电功大小与电流有关，通过用电器的电流越大，其做功越多。

学生活动6：对照课本，利用W＝UIt进行电流做功的简单计算。

设计意图：该活动旨在通过理论联系实际的教学方法，增强学生的科学探究能力。在本环节中，电功概念的构建成了教学的一大难点，因为学生常将电能与电功混淆。尽管课本未明确要求学生深入探究电功公式的由来，但是学生对如何得出公式的不理解，仍可能引发困惑。为此，教师可首先借助生活中的实例，引导学生猜测电功的大小可能受哪些因素影响，然后指导学生设计实验电路，开展探究性实验。鉴于学生尚未学习电功率的相关知识，教师可引导学生初步判断：在相同条件下，发光更亮的灯泡所消耗的电能可能更多，即电流通过该灯泡所做的功更多。这样的教学方式有助于学生从直观感受出发，逐步深入理解电功的概念。

【任务4 电功与电能】

生活中，给手机充电后，电能转化成了化学能并储存起来。教师给学生展示手机电池参数图片，手机电池的容量单位既不是焦耳（J），也不是千瓦时（kW·h），而是mA·h。

学生活动7：小组讨论mA·h的含义，并分组汇报，然后运用公式W＝UIt计算该电池充满电时储存的电能。

设计意图：学以致用，提升学生的科学思维能力。

2.2.5 后测

教师选择有针对性的题目，了解学生对所学内容的掌握情况，检查学习目标是否达成，同时测试结果也为后续教学设计的改进提供参考。

例1：关于电功，下列说法不正确的是（" ）。

A. 电能的单位与电功的单位不同

B. 用电器消耗的电能越多，表示电流做的功越多

C. 用电器消耗多少电能，表示电流就做多少功

D. 电能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程

例2：电能表在电路中测量的物理量是（" ）。

A. 电流"""" B. 电压

C. 电阻D. 用电器消耗的电能

例3：一只手电筒的灯泡正常工作时两端电压是3V，通过的电流是0.3A，则该手电筒通电60s，电流做功是多少？

这三道题目分别考查学生对电功的理解、电能表的作用以及电功的计算。此外，教师通过将例1的测试结果与前测问题结果相互对比，就可以清楚地了解学生是否已经理解了电能和电功的区别。

2.2.6 总结

回顾本节课的内容，引导学生自主总结；教师完善板书，展示本节课的知识结构图（见图5）。

学生活动8：①记下自己家电能表今天的读数和一周后的数值，算算自己家一个月大约用多少电费。②做一张有关节约用电的手抄报。

在这一环节中，教师引导学生对本节课的内容进行小结，并重点梳理关键知识点，以促进学生对所学内容的系统性掌握。为了帮助学生构建清晰的知识网络，教师在实际教学中可以灵活采用思维导图、逻辑图等可视化工具进行知识梳理。课堂总结不仅起到了承前启后的作用，回顾了本节课的要点，还能为下节课的内容及所需的准备工作提供预告，帮助学生做好学习衔接。

3 结语

教师通过BOPPPS教学模式来设计教学活动，能够帮助学生深入了解电能和电功的概念，激发他们进行科学探究的兴趣。教师可运用思维导图等工具，帮助学生构建系统的知识网络，使复杂的概念清晰易懂。课堂总结不仅能巩固本节课的学习成果，还能为后续学习埋下伏笔，激发学生对物理学科持续探索的兴趣和热情。

参考文献

［1］［5］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，2022：42，24.

［2］冯思宇.BOPPPS教学模式下的高效课堂教学设计——以“密度”为例［J］.物理教师，2021，42（8）：48-50，54.

［3］梅宇航，陆建隆.基于BOPPPS教学模式的高效课堂教学设计——以“伽利略对自由落体运动的研究”为例［J］.物理教师，2019，40（10）：2-4，23.

［4］郑宇晴，朱灵坤，张轶炳.基于BOPPPS教学模式的“大气压强”教学设计［J］.物理教师，2019，40（1）：7-11.

［6］王美岚，王琳.布鲁纳的发现学习及其启示［J］.当代教育科学，2005（21）：42，45.